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PVDF

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PVDF,即聚偏氟乙烯,是一種高度非反應性熱塑性含氟聚合物,可通過1,1-二氟乙烯聚合反應合成。
中文名
PVDF
外文名
poly(1,1-difluoroethylene)
別    名
聚偏氟乙烯
聚偏二氟乙烯
化學式
-(C2H2F2)n-
CAS登錄號
24937-79-9
EINECS登錄號
607-458-6
熔    點
166 至 170 ℃
密    度
1.77 至 1.80 g/cm³

PVDF化學屬性

PVDF聚偏氟乙烯

聚偏氟乙烯Poly(vinylidene fluoride),英文縮寫PVDF,主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯與其他少量含氟乙烯基單體的共聚物,它兼具氟樹脂和通用樹脂的特性,除具有良好的耐化學腐蝕性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射線輻射性能外,還具有壓電性、介電性、熱電性等特殊性能,是含氟塑料中產量名列第二位的大產品,全球年產能超過5.3萬噸。
化學結構中以氟一碳化合鍵結合,這種具有短鍵性質的結構與氫離子形成最穩定最牢固的結合.因而氟碳塗料具有特異的物理化學性能,不但有很強的耐磨性和抗衝擊性能,而且在極端嚴酷與惡劣的環境中有很高的抗褪色性與抗紫外線性能。

PVDF轉移膜

PVDF是一種高強度、耐腐蝕的物質,通常是用來製造水管的。PVDF膜可以結合蛋白質,而且可以分離小片段的蛋白質,最初是將它用於蛋白質的序列測定,因為硝酸纖維素膜在Edman試劑中會降解,所以就尋找了PVDF作為替代品,雖然PVDF膜結合蛋白的效率沒有硝酸纖維素膜高,但由於它的穩定、耐腐蝕使它成為蛋白測序理想的用品,一直沿用至今。PVDF膜與硝酸纖維素膜一樣,可以進行各種染色和化學發光檢測,也有很廣的適用範圍。這種PVDF膜,靈敏度、分辨率和蛋白親和力在精細工藝下比常規的膜都要高,非常適合於低分子量蛋白的檢測。
但是使用PVDF膜前,一定要先用無水甲醇預處理,再在transfer buffer中平衡好才可以使用(PVDF膜用甲醇泡的目的是為了活化PVDF膜上面的正電基團,使它更容易跟帶負電的蛋白質結合)。經過預處理的PVDF膜在轉膜時,可以使用不含甲醇的transfer buffer。而使用NC膜時,有的需要用無水甲醇處理,有的則不必,直接用transfer buffer平衡好就可以了。
磷酸鐵鋰電池中用丙酮溶解PVDF時效果不好。 [1] 

PVDF產品特性

PVDF(聚偏氟乙烯) 在氟塑料中具有最強韌性、低摩擦係數、耐腐蝕性強、耐老化性、耐氣候,耐輻照性能好等特點。
特性:
1、可射出及押出之氟化樹脂(俗稱熱可塑性鐵氟龍)。
2、極佳之耐化學特性。
3、耐磨,高機械強度及韌度。
4、耐候,抗紫外線及核射線。
5、耐熱性佳並有高介電強度。
用途:耐化學性之零件、電線電纜等。
成型條件:乾燥:原裝包不須乾燥
射出温度:180~230℃
模温:60~90℃
押出温度:180~265℃
模頭:66~140℃

PVDF應用範圍

PVDF應用主要集中在石油化工、電子電氣和氟碳塗料三大領域,由於PVDF良好的耐化學性、加工性及抗疲勞和蠕變性,是石油化工設備流體處理系統整體或者襯裏的泵、閥門、管道、管路配件、儲槽和熱交換器的最佳材料之一。PVDF良好的化學穩定性、電絕緣性能,使製作的設備能滿足TOCS以及阻燃要求,被廣泛應用於半導體工業上高純化學品的貯存和輸送,採用PVDF樹脂製作的多孔膜、凝膠、隔膜等,在鋰二次電池中應用,目前該用途成為PVDF需求增長最快的市場之一。PVDF是氟碳塗料最主要原料之一,以其為原料製備的氟碳塗料已經發展到第六代,由於PVDF樹脂具有超強的耐候性,可在户外長期使用,無需保養,該類塗料被廣泛應用於發電站、機場、高速公路、高層建築等。另外PVDF樹脂還可以與其他樹脂共混改性,如PVDF與ABS樹脂共混得到複合材料,已經廣泛應用於建築、汽車裝飾、家電外殼等。

PVDF合成方法

通常由偏氟乙烯通過懸浮聚合或乳液聚合而成,反應方程式如下所示:
CH2=CF2→(CH2CF2)n [2] 

PVDF加工方法

PVDF可用一般熱塑性塑料加工方法加工,如擠塑、注塑、澆注、模塑及傳遞模塑成型
(1)擠塑 高分子量級的PVDF的熔融強度較好,可以用擠塑的方法成型加工成薄膜、片材、管、棒和電源絕緣套等,根據所使用的設備和加工的製品形狀,温度控制在210~290攝氏度之間,成型温度控制在180~240攝氏度之間,必須嚴格控制温度不能使温度長期超過其熔融温度。擠塑成型設備可選用一般螺桿擠塑機。
(2)注塑 低分子量級的PVDF熔融流動速度高,可以用噴射注塑的加工方法進行加工,一般採用通用注塑機,但料筒柱塞、噴嘴等必須採用耐腐蝕Ni基合金
(3)澆注 澆注成型是以二甲基乙酰胺為溶劑,將PVDF配置成固含量為20%溶液,流延在鋁箔上,經過205~315攝氏度熱熔後,用水急冷即可製成厚0.05~0.075mm的連續強韌膜、
(4)模塑成型 一般先將PVDF粒料放在烘箱或預熱爐中預熱,預熱温度215~235攝氏度,然後將預熱好的物料加到事先預熱好的180~195攝氏度的模具中,在14MPa下施壓、保壓,保壓時間視熔融和流動所需時間而定。厚壁製品必須保壓冷卻到90攝氏度以下才能脱模,以避免製品產生真空氣泡或發生變形。
(5)傳遞模塑成型 一般先採用擠出機塑化,然後將物料輸送到儲料缸中,通過柱塞泵將儲料缸中的物料注入到模具裏,並保壓冷卻。不管是模塑成型還是傳遞成型,主要用來生產體積較大、壁厚較厚的產品。
(5)其它加工方法 加工PVDF還可採用浸漬、共擠出、符合等加工工藝。

PVDF存儲

PVDF應在5-30℃、清潔、乾燥的環境中貯存,以免塵土、水氣等雜質混入。按非危險品運輸,運輸過程中應避免受熱、受潮或劇烈震動。

PVDF壓電性能

PVDF 是有機壓電材料,又稱壓電聚合物。這類材料及其材質柔韌、低密度、低阻抗和高壓電電壓常數(g)等優點為世人矚目,且發展十分迅速,水聲超聲測量,壓力傳感,引燃引爆等方面獲得應用。不足之處是壓電應變常數(d)偏低,使之作為有源發射換能器受到很大的限制。
參考資料
  • 1.    海藻酸及腐殖酸共存對PVDF超濾膜的污染行為 苗瑞;王磊;田麗;王旭東;呂永濤;張靜怡 中國環境科學 2014-10-20
  • 2.    聚烯烴隔膜多巴胺改性及PVDF-HFP陶瓷隔膜製備和性能研究 王丹 吉林大學 2014-12-01